C17-6 形式化规范:AdS-CFT观察者映射推论
依赖
- A1: 自指完备系统必然熵增
- C17-1: 观察者自指推论
- C17-2: 观察Collapse等价推论
- C17-5: 语义深度Collapse推论
- D1-3: no-11约束
定义域
全息空间
- : (d-1)维边界Hilbert空间
- : d维体Hilbert空间
- : 全息编码映射
- : 全息解码映射
几何空间
- : AdS时空流形
- : 共形边界
- : 径向坐标
- : 锚定在A的极小曲面
观察者空间
- : 边界观察者
- : 体系统
形式系统
定义C17-6.1: 全息映射
边界态与体态的对应:
满足:
- 等距性:
- 局域性: 边界局域算符对应体中的局域场
定义C17-6.2: 纠缠熵公式
子区域A的纠缠熵:
其中:
- : 最小曲面
- : 牛顿常数
- : 黄金比率修正因子
定义C17-6.3: 径向-深度对应
满足:
- : 紫外边界(高能/简单)
- : 红外体(低能/复杂)
定义C17-6.4: 全息RG流
其中算符。
定义C17-6.5: 量子纠错码
其中是码子空间投影。
主要陈述
定理C17-6.1: 观察者边界定理
陈述: 完备观察者必然存在于系统边界。
形式化:
定理C17-6.2: 纠缠熵几何化
陈述: 纠缠熵等于极小曲面面积。
形式化:
定理C17-6.3: 径向演化等价
陈述: 径向演化等价于语义collapse。
形式化:
定理C17-6.4: 子区域对偶
陈述: 边界子区域对应体中楔形区域。
形式化:
定理C17-6.5: 信息守恒
陈述: 全息映射保持信息。
形式化:
算法规范
Algorithm: HolographicEncoding
输入: 边界态 ψ_boundary
输出: 体态 Ψ_bulk
function encode(ψ_boundary):
Ψ_bulk = zeros(d_bulk, len(ψ_boundary))
for z in range(d_bulk):
# HKLL核
K = smearing_kernel(z)
# 涂抹到体中
Ψ_bulk[z] = convolve(ψ_boundary, K)
# 强制no-11
Ψ_bulk[z] = enforce_no11(Ψ_bulk[z])
return Ψ_bulk
Algorithm: MinimalSurfaceComputation
输入: 边界区域A
输出: 极小曲面γ_A
function find_minimal_surface(A):
# 初始猜测:直线延伸
γ = geodesic_extension(A)
# 变分优化
while not converged:
# 计算面积泛函
area = compute_area(γ)
# 变分导数
δarea = variation(area, γ)
# 梯度下降
γ = γ - α * δarea
# 边界条件
γ|_boundary = A
return γ
Algorithm: RadialEvolution
输入: 边界态ψ, 演化深度d
输出: 演化后态ψ(z)
function evolve_radially(ψ, d):
current = ψ
z = 0
for step in range(d):
# 径向坐标
z = φ^(-step)
# RG变换
current = rg_transform(current, z)
# 检查不动点
if is_fixpoint(current):
break
return current, z
验证条件
V1: 等距性
V2: 面积律
V3: 强次可加性
V4: No-11保持
V5: 因果性
复杂度分析
时间复杂度
- 全息编码:
- 极小曲面:
- 径向演化:
- 纠缠熵:
空间复杂度
- 体态存储:
- 极小曲面:
- RG轨迹:
数值精度
- 面积计算: 相对误差 <
- φ精度: IEEE 754双精度
- 离散化误差:
测试规范
单元测试
-
全息映射测试
- 验证等距性
- 验证可逆性
- 验证局域性
-
纠缠熵测试
- 验证面积律
- 验证次可加性
- 验证单调性
-
径向演化测试
- 验证RG流
- 验证不动点
- 验证因果性
集成测试
- 边界-体对应 (小系统)
- 黑洞热力学 (热化态)
- 纠错码性质 (子系统)
性能测试
- 维度扩展 (d=2,3,4,5)
- 系统大小 (n=10,20,50,100)
- 并行化 (多区域)
理论保证
存在性保证
- 全息映射存在
- 极小曲面存在且唯一
- RG不动点存在
一致性保证
- 边界CFT与体AdS一致
- 纠缠结构保持
- 因果结构保持
收敛性保证
- 径向演化收敛
- 极小曲面算法收敛
- 纠错码纠错能力
信息保证
- 信息不丢失
- 可恢复性
- 单位性
形式化验证清单:
- 等距性验证 (V1)
- 面积律验证 (V2)
- 强次可加性 (V3)
- No-11保持 (V4)
- 因果性检查 (V5)
- 算法终止性
- 数值稳定性
- 边界条件